大多數局部前列腺癌是可以治愈，但轉移性疾病患者的5年生存率低至30%。轉移性前列腺癌是臨床的重要挑戰，主要是因為其病變高度異質(zhì)且難以活檢。

目前，傳統藥物治療無(wú)法抑制腫瘤進(jìn)展，最終會(huì )產(chǎn)生耐藥性。因此迫切需要提高我們對轉移性前列腺癌的發(fā)現和治療。

近日，來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)癌癥中心的研究團隊通過(guò)ctDNA免疫沉淀結合新一代測序 (cfMeDIP-seq），分別分析了來(lái)自局部和轉移性前列腺癌患者的60和175個(gè)血漿DNA甲基化組，捕獲反映異質(zhì)疾病生物學(xué)的變化。

首先，了解前列腺癌進(jìn)展過(guò)程中cfDNA甲基化譜的變化。

研究團隊共收集了包括分別來(lái)自原發(fā)性和轉移性前列腺癌患者的30個(gè)和103 個(gè)血漿樣本，通過(guò)cfMeDIP數據捕獲局部與轉移性前列腺癌患者血漿樣本中的ctDNA甲基化和片段化變化。

來(lái)自所有血漿樣品的甲基化DNA片段被沉淀并進(jìn)行配對末端DNA測序，發(fā)現ctDNA可以反映腫瘤或轉移性病變的基因組譜，而甲基化狀態(tài)等表觀(guān)遺傳特征可以反映腫瘤負荷和亞型。

然后，研究團隊將分析擴展到包括所有四個(gè)隊列，由于與健康對照相比，腫瘤衍生的cfDNA長(cháng)度更短，因此分析了四個(gè)隊列中的cfDNA片段大小。

發(fā)現cfMeDIP-seq可以定性地捕捉片段長(cháng)度差異，正如預期的那樣，估計的片段大小分布與總生存期和無(wú)進(jìn)展生存期顯著(zhù)相關(guān)。

與局部樣本相比，在轉移性前列腺癌樣本中觀(guān)察到顯著(zhù)更短的片段大小，與片段大小顯著(zhù)負相關(guān)。并且，與局部患者血液相比，轉移灶中的ctDNA百分比更高。

接下來(lái)，揭示了轉移樣本中普遍存在的高甲基化。

研究團隊通過(guò)cfMeDIP揭示了轉移樣本中廣泛的高甲基化和優(yōu)先重復低甲基化，檢測到這種差異甲基化區域（DMR）比正常的多7.6倍。

并且，腫瘤抑制基因啟動(dòng)子的全局甲基化在轉移性前列腺癌中顯示出顯著(zhù)更高的甲基化。

雖然高差異甲基化區域在啟動(dòng)子等調節區域中富集，但低DMR則不是，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步調查，發(fā)現低DMR在重復區域中特別富集。

研究團隊還發(fā)現轉移樣本中著(zhù)絲粒周?chē)鷧^域優(yōu)先低甲基化，良性組織和原發(fā)性腫瘤樣本明顯的減少，著(zhù)絲粒周?chē)鷧^域的甲基化逐漸喪失。

另外，研究團隊發(fā)現顯示最高倍數變化的異常 DMR是位于編碼糖皮質(zhì)激素受體（GR）的基因NR3C1的啟動(dòng)子區域。

NR3C1的啟動(dòng)子區域的甲基化水平與ctDNA百分比呈臨界正相關(guān)，該位點(diǎn)較高的甲基化水平與較差的結果相關(guān)。

最后，驗證DNA甲基化組可以以高精度區分轉移樣本和局部樣本。

研究團隊創(chuàng )建一個(gè)預測器，通過(guò)甲基化譜來(lái)區分局部和轉移性腫瘤，采用102個(gè)樣本進(jìn)行隨機測試，將50次重復的結果匯集起來(lái)進(jìn)行可視化。

測試數據集上基于甲基化譜的預測器的預測準確度和接收器操作特征下的面積 (AUROC)，結果顯示該方法在測試數據集上具有非常高的中值精度98.9%，同時(shí)也表明了表明使用cfMeDIP-seq數據區分早期疾病和健康對照的潛力。

研究團隊再次聲明：與局部前列腺癌相比，轉移樣本普遍存在的高甲基化，并且高甲基化的優(yōu)勢可能是疾病特異性的，在轉移性隊列中觀(guān)察到更高的標準偏差。

而通過(guò)ctDNA的量化可以提供有關(guān)腫瘤負荷、轉移和治療反應的信息，為未來(lái)前列腺癌的預測、治療提供新的方法。